传感器课后习题汇总.doc

第1章 传感器与检测技术基本概论思考题1. 传感器由那几部分组成？并说明各组成部分的功能2. 什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性？3. 请使用性能指标描述检测系统的静态特性4. 某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至2.5V，求该仪器的灵敏度5. 某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下： 铂电阻温度传感器： 0.45Ω/℃电桥： 0.02V/Ω放大器： 100(放大倍数)笔式记录仪： 0.2cm/V求：(1)测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值 第2章 检测系统的误差合成1.什么是系统误差？产生系统误差的原因是什么？如何发现系统误差？减少系统误差有哪几种方法？2.服从正态分布规律的随机误差有哪些特性? 3. 等精度测量某电阻10次，得到的测量列如下： R1＝167.95Ω R2＝167.45Ω R3＝167.60Ω R4＝167.60Ω R5＝167.87Ω R6＝167.88Ω R7＝168.00Ω R8＝167.850Ω R9＝167.82Ω R10＝167.61Ω(1)求10次测量的算术平均值，测量的标准偏差和算术平均值的标准误差。

2)若置信概率取99.7％，写出被测电阻的真值和极限值3.1 电阻式传感器1.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?2．如将两个100Ω电阻应变片平等地粘贴在钢制试件上，试件截面积为0.5×10-4m2，弹性模量E=200GN/m2，由50kN的拉力所引起的应变片电阻变化为1Ω把它们接入交流电桥中，电桥电源电压为1V，求应变片灵敏系数和电桥输出电压3.如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)3.2 电容式传感器4.有一只变极距电容传感元件，两极板间有效面积为8×10-4m2，两极板间的距离为1mm，已知空气的相对介电常数为1.0006，试计算该传感器的位移灵敏度5.变极距电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示C0=200pF，传感器的起始电容量Cx0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运算放大器为理想放大器(即K→∞,Zi→∞),Rf极大,输入电压u1=5sinωtV。

求当电容传感动极板上输入一位移量△x=0.15mm使d0减小时,电路输出电压u0为多少?3.3 电感式传感器6. 如图所示的差动电感式传感器的桥式测量电路，L1、L2为传感器的两差动电感线圈的电感，其初始值均为L0R1、R2为标准电阻，u为电源电压试写出输出电压u0与传感器电感变化量△L间的关系7.如图所示为一差动整流电路，试分析电路的工作原理题7图8.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？9.用压电式传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗？为什么？ 10.压电式传感器的前置放大器的作用是什么？电压式与电荷式前置放大器各有何特点？11．压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题?12. 什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理13.试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理14.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV，求被测点的温度15.热电偶产生的热电势由哪几种电势组成，试证明热电偶的标准电极定律16.下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算1) 已知Rt是Pt100铂电阻，且其测量温度为T=50℃，试计算出Rt的值和Ra的值2) 电路中已知R1、R2、R3和E，试计算电桥的输出电压VAB其中（R1=10KΩ，R2=5KΩ，R3=10KΩ，E=5伏） 17.光电效应有哪几种?与之对应的光电元件各有哪些?18.请说明三相配线的CCD传感器电荷转移过程19.什么是光电效应？试说明光纤传感器的工作原理。

20.什么是霍尔效应？霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关？影响霍尔电势的因素有哪些？21. 霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？22. 简述霍尔效应及构成以及霍尔传感器可能的应用场合。